王 子, 林圣坤

(中國五冶集團有限公司， 四川成都 610041)

市政道路下穿既有鐵路施工方案探討

王 子, 林圣坤

(中國五冶集團有限公司， 四川成都 610041)

隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的新建道路需穿(跨)越既有線路工程。文章結(jié)合瀘州市九港路市政道路工程下穿隆(昌)瀘(州)鐵路隧道施工方案變更情況，為類似工程如何有效縮短工期、節(jié)約投資、控制工程質(zhì)量和安全風(fēng)險總結(jié)出了寶貴經(jīng)驗。

下穿； 鐵路； 施工； 工期； 投資； 質(zhì)量； 風(fēng)險

1 工程概況

本工程位于瀘州市龍馬潭區(qū)，起點處與龍馬大道相交，終點處與空港路相交。其中在K0+389.396處與隆(昌)瀘(州)鐵路K52+997相交處設(shè)計下穿鐵路通道一座，通道頂部計劃預(yù)留遠(yuǎn)期增建兩條鐵路線的需求[1]。

本框架橋為穿越既有瀘隆鐵路而設(shè)，其中心線與既有瀘隆鐵路中心線斜交84°，縱段處于半徑2 500 m的凹形豎曲線上，通道全長36 m，框架采用5.0 m+16.5 m+16.5 m+5.0 m四孔鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架(圖1)。

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)道路等級：城市主干道。

(2)建筑限界：

車行道(單孔)：16.5 m×5.0 m(寬×高)；

人行道(單孔)：5.0 m×3.3 m(寬×高)。

(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期：100 a；結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限：100 a。

(4)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防：抗震設(shè)防烈度為VI度，地震動峰值加速度0.05g。

3 水文地質(zhì)情況

地勘資料顯示[2]，下穿鐵路工程所在地的地質(zhì)、水文情況較好，場地所處區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定，場地及附近除部分地段分布有較厚填土外，擬建道路沿線場地及地基總體穩(wěn)定性較好，適宜建設(shè)。

場地內(nèi)地表水水量較大，對后續(xù)施工影響較大，應(yīng)及時排除；上層滯水水量一般不大，施工前應(yīng)及時清除；基巖裂隙水一般水量較小，對道路施工影響較小。場地水及土對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼混凝土中的鋼筋具有微腐蝕性；場地水及土對鋼筋混凝土管材具有微腐蝕性。

4 原設(shè)計要求的施工方案

本工程原設(shè)計要求采用框架預(yù)制、暗挖頂推施工工藝。其主要施工過程如下。

4.1 開挖工作坑

基坑開挖前，應(yīng)對地下管線、通訊信號電纜及既有設(shè)備進行詳細(xì)的調(diào)查，并與其主管部門商定保護措施及簽訂有關(guān)安全協(xié)議。

基坑按土質(zhì)巖層厚度分級開挖，并在每級開挖后設(shè)置向內(nèi)傾斜坡度2 %～4 %的護坡平臺，寬度2 m,并設(shè)置截水溝。分段分層開挖，每層開挖深度2 m，基坑開挖到距離設(shè)計坑底標(biāo)高0.3 m后由人工進行淸底，并對基坑進行整平?；铀闹芘潘疁希慕窃O(shè)置集水井，用潛水泵抽取地面水。

工程實施范圍地下水影響較小，因此不考慮地下降水措施。

4.2 修筑工作坑底板、導(dǎo)向墩

開挖縱、橫向地錨梁溝，設(shè)碎石墊層后便可進行滑板混凝土施工，并按設(shè)計圖設(shè)地錨混凝土梁、導(dǎo)向墩。

滑板混凝土施工養(yǎng)護三天后便可施工潤滑隔離層，潤滑層為設(shè)置2 mm厚石蠟機油一層，滑石粉一層，隔離層設(shè)置塑料薄膜。

4.3 框架主體預(yù)制

本框架橋采用現(xiàn)場澆筑，模板采用膠合木模板，滿堂鋼管支架支撐?？蚣芊?次澆筑完成：第一次灌注框架底板及倒角以上20 cm位置；第二次灌注框架邊墻(高度至頂部倒角以下40 cm)；第三次灌注框架頂板及頂部倒角以下40 cm。

4.4 修筑后背

頂進后背采用2 m×7 m的C30鋼筋混凝土后背梁及C15混凝土后背墻。C30鋼筋混凝土后背梁與工作坑底板施工同步進行，并用鋼筋連成整體，幾何尺寸施工時可根據(jù)現(xiàn)場實際地形做調(diào)整。

4.5 鐵路加固

根據(jù)設(shè)計擬采用24 m、12 m D型梁加固線路,挖孔樁施工前需要用3-3-3-3吊軌梁對鐵路進行加固處理。主體框架部分采用三跨24 m D型便梁，將D型便梁的挖孔樁置于箱體中間，避開框架的梗腋及邊墻位置，待鐵路線路加固后在線下施工框架結(jié)構(gòu)。

4.6 頂推設(shè)備安裝及施工

開頂前進行試頂，頂力約為結(jié)構(gòu)自重的0.4～0.8倍，使頂鎬同步逐漸加壓，每次升壓后穩(wěn)定10 min，并對設(shè)備、滑板、后背梁及箱體進行檢查。在加壓過程中，如油壓突然下降，一是表明箱體已經(jīng)脫離滑板開始移動，此時可繼續(xù)頂進。二是后背或箱體出現(xiàn)變形，此時停止頂進，分析變形原因，采取加固措施。

框架頂進方法為：在事先筑好的后背作為反力墻，用千斤頂?shù)纫簤涸O(shè)備頂推箱身前進，待千斤頂回收后填放頂鐵，然后采取對既有路基擾動最小的土方開挖方法進行施工，依次循環(huán)將箱身頂入就位。

4.7 收尾工作

待箱體頂進到位后，箱體兩側(cè)按設(shè)計要求回填壓實，并恢復(fù)鐵路路基以及地下管線埋設(shè)?；靥詈笞屑?xì)觀測鐵路的線路情況，進行路基沉降觀測和保護工作。

施工注意事項[3]：

(1)框架結(jié)構(gòu)預(yù)制質(zhì)量控制：從影響質(zhì)量的“人、機、料、法、環(huán)”五大要素進行控制，重點放在模板、支架搭設(shè)、鋼筋混凝土工程、頂推作業(yè)的事前控制上。

(2)交通導(dǎo)行：施工中需要列車慢行或封鎖線路施工提前向鐵路部門提出申請要點計劃，確保準(zhǔn)時開通線路或解除慢行。封鎖、慢行施工期間，必須安排駐站聯(lián)絡(luò)員駐站，防護員負(fù)責(zé)設(shè)立有關(guān)防護標(biāo)志，施工負(fù)責(zé)人全程指揮協(xié)調(diào)等。

(3)監(jiān)測與測量：頂進過程中的測量以及基坑監(jiān)測是本次框架頂進施工的關(guān)鍵之一，施工過程中，注意對箱體軸向中心線的橫向、豎向偏差控制，以保證框架正確就位，“做到一頂一測一糾”。

(4)頂推控制：箱體混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90 %時才可以實施頂推作業(yè)，安放頂鐵或頂柱必須保證與頂進框架箱體軸線順直一致，與橫頂鐵垂直，作業(yè)人員應(yīng)站在安全線地帶，頂進設(shè)備嚴(yán)禁在受力情況下進行維修和調(diào)整，嚴(yán)禁在頂鐵上站人。

5 存在的問題及方案變更論證

5.1 存在的問題

原方案總工期234 d。由于下穿工程范圍內(nèi)的房屋、電力、道路等遷改工作進度遲緩的原因，造成下穿工程范圍內(nèi)的工作場地于2016年9月20日才正式移交給施工方，而業(yè)主要求2016年12月20日保證九港路主線通車，在此情況下下穿工程工期壓縮至90 d。

如繼續(xù)采用原方案，必須在90 d工期內(nèi)完成基坑開挖、后背制作、滑板、隔離層以及框架橋主體結(jié)構(gòu)、頂推作業(yè)、回填等分部分項工程，不僅會因為工藝工序較為復(fù)雜，導(dǎo)致難以保證節(jié)點工期，而且會因趕進度不經(jīng)濟使用人、材、機等資源造成工程投資過高。另外，由于正值雨季期間進行下穿鐵路框架橋頂推作業(yè)，增加了工程質(zhì)量、安全風(fēng)險。因此，經(jīng)和業(yè)主、勘察、設(shè)計、監(jiān)理等相關(guān)單位共同協(xié)商后，變更下穿鐵路施工方案。

5.2 方案變更論證

針對本工程節(jié)點工期難保證、建設(shè)投資過高、質(zhì)量和安全風(fēng)險較大、施工工藝工序較為復(fù)雜的特點，又考慮到既有鐵路線(瀘隆鐵路)為普通貨運專線，且列車通行速度慢，列車班次少的實際情況，建議既有鐵路線臨時改線繞行，采取明挖現(xiàn)澆后回填恢復(fù)鐵路線的方案。

5.2.1 既有鐵路線臨時改線繞行

經(jīng)與業(yè)主、地勘、設(shè)計、鐵路產(chǎn)權(quán)等相關(guān)單位協(xié)商，確定將既有鐵路線改遷至九港路下穿通道的東側(cè)(圖2)，留出下穿通道基坑開挖作業(yè)面[4]。

5.2.2 基坑開挖及支護

基坑開挖最大深度為10 m，開挖范圍作相應(yīng)調(diào)整(圖3)。

原基坑底滑板、隔離層取消后，調(diào)整為采用 C15混凝土作為框架基礎(chǔ)墊層。在此基礎(chǔ)上施工框架橋主體結(jié)構(gòu)。

5.2.3 框架橋主體結(jié)構(gòu)施工

原設(shè)計為方便頂推作業(yè)將框架橋主體結(jié)構(gòu)四個框架之間設(shè)計有10 cm間隙，現(xiàn)調(diào)整為2 cm。

框架橋施工參照上節(jié)所述相關(guān)內(nèi)容，主體結(jié)構(gòu)完成后再進行裝飾、排水、電力、照明、消防等附屬工程?？蚣軜蚪Y(jié)構(gòu)完成后，現(xiàn)場縱斷面布置如圖4所示。

5.2.4 恢復(fù)既有鐵路線

下穿框架橋混凝土強度達(dá)到設(shè)計要求后，回填恢復(fù)既有鐵路線，拆除鐵路臨時改線后便可進行下穿道路工程施工(圖5)。

6 方案實施效果

變更下穿工程自2016年9月20日正式開工，于2016年12月10日主體結(jié)構(gòu)正式完工，共歷時80 d。

6.1 工期保障

變更方案后，下穿鐵路工程工期由原設(shè)計方案的234 d縮短至80 d，大大縮短了施工工期，滿足了業(yè)主提出的2016年12月20日主線通車要求。

6.2 工程規(guī)模及投資

變更方案實施后比原方案的施工內(nèi)容、工程規(guī)模大幅縮小，施工工藝工序大為簡化，基坑開挖以及框架橋主體施工已屬于常規(guī)性施工技術(shù)。主體結(jié)構(gòu)未發(fā)生大改變，減少了頂推相關(guān)的工程措施，增加了既有鐵路的遷改及恢復(fù)工程。原方案造價投資額度為2 473.14萬元，變更方案實施后造價投資額度為2 200.3萬元，總體投資較原方案降低了272.8萬元，節(jié)約了工程投資(表1)。

6.3 質(zhì)量、安全保障

由于方案變更后工程規(guī)模減小，施工技術(shù)難度降低，現(xiàn)場危險源也相應(yīng)減少。工程質(zhì)量、安全管理風(fēng)險降低至可控范圍。

下穿鐵路工程整個施工期間，未發(fā)生質(zhì)量事故和人員傷亡事故，達(dá)到合同質(zhì)量、安全相關(guān)條款要求。

7 結(jié)束語

此次方案變更屬于成功案例，為工程今后類似工程提供了寶貴的經(jīng)驗，尤其是針對等級較低、交通量較小、運行速度較低等特點的鐵路線下穿工程可以結(jié)合實際情況借鑒此次案例經(jīng)驗。

隨著我國高鐵的大力發(fā)展，許多原有普客列車車流量減少，有利于實施該方案，但應(yīng)注意與鐵路部門、業(yè)主單位、設(shè)計單位等相關(guān)各方的溝通協(xié)調(diào)，簽訂協(xié)議，明確各方管理職責(zé)。

[1] 中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司.九港路市政道路工程施工設(shè)計圖設(shè)計文件[Z]. 2015.

[2] 中節(jié)能建設(shè)工程設(shè)計院有限公司. 九港路市政道路巖土工程勘察報告(詳勘)[R]. 2015.

[3] 劉鵬.下穿鐵路頂進框架橋的施工分析[J]. 房地產(chǎn)導(dǎo)刊, 2014(10):198.

[4] 鐵道部. 鐵辦[2012]280 號 鐵路營業(yè)線施工安全管理規(guī)定[S].

王子(1984～)，男，土家族， 本科， 工學(xué)學(xué)士， 工程師， 主要從事市政道路、隧道工程方面施工技術(shù)管理工作。

U449.52

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[定稿日期]2017-04-14